1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Euphorbiaceae merupakan salah satu famili tumbuhan yang terdistribusi secara luas. Selain memiliki peran yang sangat penting dalam bidang ekologi, Euphorbiaceae pun memiliki peranan dalam bidang ekonomi (kayu dan getahnya), bahan pangan, tanaman hias, dan memiliki manfaat farmakologis. Salah satu anggota dari famili Euphorbiaceae adalah genus Phyllanthus. Genus Phyllanthus terdistribusi secara luas di beberapa negara yang berada di daerah tropis dan subtropis, Kepulauan Indonesia termasuk didalamnya. Phyllanthus adalah genus yang memiki jumlah anggota yang besar, yaitu kira-kira 800 jenis (Govaerts et al., 2000).. Beberapa penelitian mengenai beberapa jenis dari genus Phyllanthus menyatakan
bahwa
beberapa
jenis
tersebut
memiliki
kemampuan
farmakologis. Radjam & Widjaja (1993) menyebutkan bahwa ekstrak P. niruri mengandung komponen aktif dengan indikasi khasiat sebagai diuretika, hepatoprotektor, dan anti infeksi. Pramyothin et al. (2006) menyatakan bahwa P. emblica mengandung zat anti oksidan dan hepatoprotektor yang sangat baik. Penelitian mengenai aspek farmakologis pada Phyllanthus sudah banyak dilakukan. kekerabatan
Namun antar
penelitian jenis
mengenai
dalam
genus 1
keragaman
dan
hubungan
Phyllanthus
dan
hubungan
2
kekerabatannya dengan genus lain dalam famili Euphorbiaceae belum banyak dilakukan. Selama ini analisis kekerabatan antar jenis dari genus Phyllanthus masih terbatas pada karakter morfologi saja, sementara analisis hubungan kekerabatan secara molekuler masih sangat kurang. Oleh karena itu, studi hubungan kekerabatan secara molekuler perlu dilakukan sebagai alternatif untuk menjelaskan hubungan kekerabatan pada taksa yang hubungan kekerabatannya belum lengkap. Analisis hubungan kekerabatan secara molekuler pun dapat digunakan sebagai pembanding dan penunjang sistem klasifikasi yang sebelumnya dilakukan berdasarkan karakter morfologi. Selain itu, analisis hubungan kekerabatan pada genus Phyllanthus penting dilakukan sebagai dasar pencarian gen-gen yang berpotensi pada tumbuhan lain yang berkerabat dekat dengan genus Phyllanthus. Studi filogenetik merupakan pendekatan sistematika yang didasari oleh sebuah hubungan pada perjalanan evolusi karakter atau ciri dari setiap anggota suatu kelompok yang sedang dipelajari (Topik & Pancoro, 2006). Pada beberapa karya ilmiah studi filogenetik disebut juga sebagai studi kladistik. Ada beberapa cara menyimpulkan hubungan kekerabatan dalam studi filogenetik, diantaranya berdasarkan data karakter morfologi dan data karakter molekuler. Karakter morfologi sangat mudah dipengaruhi oleh faktor lingkungan, sehingga rentan terhadap subjektifitas peneliti. Hal ini dapat menyebabkan hasil anlisis yang berbeda pada beberapa peneliti. Selain lebih objektif, studi
3
filogenetik berdasarkan karakter molekuler memiliki beberapa kelebihan, terutama dalam menyediakan karakter dalam jumlah besar. Data molekuler juga cenderung banyak digunakan karena lebih efisien, praktis dan ekonomis (Taufik, 2003). Beberapa data molekuler yang dapat digunakan dalam studi filogenetik diantaranya DNA, RNA, ataupun protein. Pada genom suatu organisme terdapat gen yang ditemukan secara berulang-ulang, yaitu Nuclear ribosomal dioxyribonuclei acid (nrDNA). Salah satu unit pengulangan pada nrDNA yaitu daerah Internal transcribed spacer (ITS). Menurut Baldwin et al. (1995), variasi pada daerah ITS merupakan salah satu daerah yang cocok untuk digunakan pada analisis filogenetik dari berbagai tingkatan taksonomi di dalam suatu famili. Saat ini penelitian dalam bidang sains, terutama biologi dan biokimia tidak hanya dapat dilakukan secara in vitro dan in vivo. Pendekatan secara teoritis dalam menangani permasalahan sistem biologis telah dilakukan beberapa tahun silam. Pendekatan tersebut termasuk pembuatan model dan sistem simulasi dengan menggunakan rumus-rumus atau prinsip-prinsip dasar matematika dan fisika. Kerumitan dan kompleksnya sistem biologis coba dipermudah oleh ilmuwan dengan menggunakan pendekatan tersebut. Perkembangan metode teoritis tersebut kian meningkat seiring dengan perkembangan dunia Komputer, baik berhubungan dengan perangkat keras maupun perangkat lunaknya. Sejumlah mesin telah dikembangkan untuk memudahkan pencarian metode teoritis dalam aplikasi sistem biologis dengan arsitektur chip pemroses (prosesor) yang semakin efisien dan bekerja dengan
4
lebih cepat. Dengan adanya mesin-mesin tersebut kini proses komputasi dalam pencarian dan pemodelan sistem biologis jauh lebih efektif dan efisien. Berbagai program juga telah dikembangkan untuk mendukung pembuatan dan analisis berbagai sistem biologis seperti DNA, RNA, Protein. (http://andrykidd.wordpress.com). Pendekatan tersebut disebut dengan istilah in silico. Penelitian secara in slico telah dilakukan sejak akhir dekade 80-an. Semakin pesatnya kemajuan bidang informatika, penelitian secara in slico pun semakin banyak dilakukan. Misal Tambunan et al. (2007) mendesain vaksin cVLP HPV dan mengkaji dampak modifikasi post translasi protein cVLP HPV L1 secara in silico dari sekuens vaksin tersebut. Pereyra (2009) melakukan analisis motif pada gen promotor secara In slilico. Singh dan Pardasani (2009) menganalisis Evolutionary Patterns pada Restriction Endonucleases secara in silico. Giaretta et al. (2010) melakukan analisis filogeni Colletotrichum spp. berdasarkan ITS-rDNA secara in silico. Pada penelitian sebelumnya mengenai hubungan kekerabatan dari Genus Phyllanthus yang dilakukan oleh Topik et al. (2008) menyatakan bahwa Genus Phyllanthus merupakan kelompok non-monofiletik, yaitu asal-usul anggotanya berasal dari nenek moyang yang berbeda, setiap anggotanya tidak berdiri sendiri dan terkait dengan spesies dari genus lain. Begitu pula dengan penelitian yang dilakukan oleh Rusmana (2009) mengenai hubungan kekerabatan P. emblica dengan anggota Phyllanthus lainya berdasarkan
5
anatomi stomata, menyatakan bahwa genus Phyllanthus termasuk kedalam kelompok non-monofiletik. Status non-monofiletik pada genus Phyllanthus kemungkinan terjadi karena jumlah spesies yang digunakan terlalu sedikit. Maka dengan dilakukannya penambahan jumlah spesies yang dikutsertakan dalam studi ini diharapkan dapat menghasilkan sistem klasifikasi yang lebih baik. Untuk melengkapi klasifikasi yang diajukan oleh Topik dan Pancoro (2006). Pada studi ini dilakukan penambahan sebanyak 72 spesies dari genus Phyllanthus dan lima spesies sebagai outgroup yang masih termasuk kedalam familia Euphorbiaceae yang data sikuen DNA-nya diambil dari Genbank. Dengan penambahan ini diharapkan studi ini dapat melengkapi sistem klasifikasi dan menghasilkan hubungan kekerabatan genus Phylanthus yang lebih baik.
B. Rumusan masalah Rumusan
masalah
yang
diangkat
pada
penelitian
ini
adalah
“Bagaimanakah hubungan kekerabatan genus Phyllanthus berdasarkan analisis in silico dari urutan DNA daerah Internal Transcribed Spacer (ITS)?”
C. Pertanyaan Penelitian Dari rumusan masalah di atas, dapat diuraikan lagi menjadi beberapa pertanyaan sebagai berikut:
6
1. Bagaimanakah variasi urutan DNA daerah Internal Transcribed Spacer (ITS) pada genus Phyllanthus? 2. Bagaimanakah status filogeni genus Phyllanthus berdasarkan urutan DNA daerah Internal Transcribed Spacer (ITS)?
D. Batasan Masalah Agar penelitian ini tidak meluas, maka penelitian ini dibatasi dengan batas sebagai berikut: 1. Pengujian status filogenetik genus Phyllanthus dilakukan dengan analisis filogenetik molekuler secara In silico. 2. Sumber data yang digunakan untuk merekonstruksi pohon filogenetika adalah sikuen daerah Internal Trancribed Spacer (ITS) dari nuclear ribosomal
DNA
(nrDNA)
yang
di
peroleh
dari
GenBank
(www.ncbi.nlm.nih.gov).
E. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mengetahui variasi urutan DNA daerah Internal Transcribed Spacer (ITS) pada genus Phyllanthus. 2. Mengetahui hubungan kekerabatan genus Phyllanthus berdasarkan urutan DNA daerah Internal Transcribed Spacer (ITS). 3. Mengetahui status filogeni genus Phyllanthus berdasarkan urutan DNA daerah Internal Transcribed Spacer (ITS).
7
F. Manfaat 1. Penelitian ini diharapkan dapat melengkapi sistem klasifikasi molekuler khususnya untuk genus Phyllanthus. 2. Menyediakan database mengenai variasi urutan basa DNA daerah ITS dari species-species yang termasuk kedalam genus Phyllanthus.
